Osnovni principi spajanja lesa
Zagotovo ste že slišali za lesene hiše, ki so jih prej v hribovitih predelih gradili brez enega samega žeblja. Gradnja takšnih hiš je zahtevala veliko potrpljenja in spretnosti pri sestavljanju delov. Primer teh hiš nam pokaže, da je lesene dele mogoče “ukrojiti” tako, da se tesno prilegajo drug drugemu in hkrati trdno stojijo. To lahko uporabimo tudi v primeru, ko so spoji pritrjeni: z žeblji, lesnimi vijaki, lepilom, hladnim lepilom itd.
Kovičenje (slika 1, del 1) dobro drži spoj samo v primeru, ko se izvaja z dvema žebljema. To velja tudi za spoje, izdelane z lesnimi vijaki. Okoli enega žeblja ali lesnega vijaka lahko dele obračate kot okoli žebljička.
Leseni spoji
Prekrivni in robni spoji
Najenostavnejši način spajanja lesa je prekrivni spoj, ko dva materiala prepognemo drug čez drugega, spoj zakitamo, pritrdimo z žeblji ali lesnimi vijaki (slika 1, del 2a). Spoj je trpežnejši, če se z vsakega dela diagonalno odstrani ena plast, tako da dobimo poševni Z spoj (slika 1, del 2b). Če bo spoj izpostavljen pritisku v smeri spoja, potem je bolje odstraniti polovico debeline z vsakega dela na spoju in izvesti spoj v skladu s sliko 1, del 2c. Ta spoj lahko trdno drži tudi samo en vijak, drsenje spoja pa preprečuje urezanje.
Slika 1 — Zakovičenje in osnovni prekrivni, robni in pero-utori spoji.
Zobna loputa tvori trden raztegljiv spoj brez uporabe vijakov. Pomanjkljivost tega spoja je, da se dva kosa lahko spojita samo s strani (slika 1, del 2d).
Za večje kose je varneje spojiti z zarezo na robu ali pero in utorom (slika 1, del 3). Za izdelavo spoja se na enem kosu oblikuje pero, na drugem pa utor (tovrstni spoji se pojavljajo pri lesenih podih ali parketu). Pri teh spojih mora biti prileganje natančno in deli morajo biti natančno obdelani z dletom, žago in profilnim skobeljnikom. Trda robna palica blizu risalne deske je pritrjena na ta način.
Lažji je robno zarezni spoj, kjer sta oba dela zarezana na enak način. Tam je treba narediti samo robno zarezo s profilnim skobeljnikom.
Spoji z lesenimi čepi
Spojevanje z lesenimi čepi (slika 2, del 1) se izvaja z okroglimi ali kvadratnimi lesenimi čepi. Takšne spoje lahko opazimo pri mizah in stolih. Za okrogle čepke, ki jih cepimo ali izdelujemo na stružnici, izvrtamo luknje v drugem delu spoja. Možno je izvrtati luknje v obeh delih spoja in izdelati čepe ločeno iz trdega lesa. Pomembno je, da sta v spoju vsaj dva čepa (okoli enega čepa obstaja možnost vrtenja materiala kot okoli gredi) in da so luknje globlje od dolžine čepov. V nasprotnem primeru čep leži na dnu luknje in povezave ni mogoče zategniti.
Čep narejen z dletom (slika 2, del 2) je težje izdelati, prav tako zahtevano luknjo zanj, a za povezavo s tako izdelanim čepom zadostuje le en čep. Izdelan je v primerih, ko se del ne sme vrteti okoli svoje osi. Paziti je treba, da je okrog odprtine dovolj debeline, da se del ne zlomi zaradi obremenitve.
Slika 2 — Spoji z lesenimi čepi, lastovičjim repom ter pero in utorom.
Lastovičji rep, pero in utor
Za povezovanje daljših kosov vzdolž stranic se uporabi trapezni spoj (spoj v obliki lastovičjega repa) (slika 2, del 3). Izdelava tega sklepa zahteva veliko potrpljenja in dobro orodje. Uporablja se pri spajanju polic. Glavna pomanjkljivost tovrstnega spajanja je, da se lahko spaja le s strani. »Lastovičji rep« mora vstopiti v utor, ki je prečen na smer vlaken, sicer pride do trganja, lomljenja spojenega dela.
Krajši deli se povezujejo s pero in utorom (slika 2, del 4). Fuge, ki so tu krajše, so narejene enako kot pri patos ploščah, le da so tu krajše. Spremenjena oblika tega spoja za povezovanje daljših kosov je zobni spoj (slika 3, del 1).
Slika 3 — Zobniški spoj, kotni spoji ter vtični in zatični priključek.
Kotni in ločljivi spoji
Za vogalne spoje se uporabi poševna oblika spoja pero-utor (slika 3, del 2) ali trikotni vložek z vdolbino spoja z utorom ali zunanje pritrjena trikotna ojačitev (slika 3, del 3). Uporablja se predvsem pri izdelavi okvirjev za slike.
Spoji, ki jih je mogoče brez težav razstaviti, so izdelani s čepom in zatičem (slika 3, del 4). Po želji jih je mogoče zategniti in razstaviti.
Če iz kakršnega koli razloga ne moremo narediti povezave čepa s klinom, lahko trdno povezavo dosežemo tako, da zabijemo moznik iz trdega lesa pod kotom med 2 in 5° ali kovinski zatič v čep, ki je bil predhodno vstavljen v luknjo (slika 4, del 1). Zagozda razširi čep in tako okrepi povezavo. Primer te povezave je pritrditev glave kladiva na ročaj. Čep mora stati tako, da je rezilo pravokotno na smer vlaken tako v luknji kot v čepu, sicer lahko spoj namesto pritrditve poči.
Porazdelitev obremenitve
Podpora in prenos sil v nosilcih
Na koncu bomo pokazali nekaj primerov samonosne gradnje. Na sliki 4, ki je del 2, lahko vidite poševni žarek. Tako iztisnjen nosilec ne bo zdrsnil s stebrov, sile, ki se pojavljajo v nosilcih, pa so normalne na vzdolžno os in ne povzročajo poševnega upogibanja stebrov.
Slika 4 — Pritrditev čepa s klinom in prenos sil v spojih nosilcev.
Slika 4, del 3, prikazuje naslanjanje poševnega trama na vodoravnega. S takšno povezavo se poševna sila deli na vodoravno in navpično. Na vodoravno postavljeno gredo deluje navpična sila, na »nos« grede pa horizontalna sila. Pri takšnem oblikovanju povezave moramo paziti, da je »nos« vodoravnega nosilca dovolj močan, da se zaradi horizontalne sile ne zlomi ali celo zdrsne in poruši celotno konstrukcijo.
Samonosna konstrukcija vrat
Slika 5 prikazuje »obremenitveno« in »samonosno« konstrukcijo vrat. (Samonosna je struktura, ki je ni treba krepiti, drži ločeno.)
Slika 5 — Deformacija in ojačitev vrat z diagonalno ploščo ali jeklenico.
Na zgornji sliki vidite, da so zaradi teže vrat tečaji deformirani (vrata se spustijo). Zgornji nosilec se izvleče, spodnji pa se pritisne v steno.
Srednja slika prikazuje, kako se lahko vrata naredijo samonosna s stiskanjem. Težo vrat prevzame ojačana diagonalna deska Z, zato jih moramo povezati z zgornjo in spodnjo desko z nosnim iztokom, da preprečimo drsenje. Spodnja slika prikazuje samonosno konstrukcijo z izvlekom jeklenice.
Natančna izdelava lesenih spojev
Pomembno je čim bolj natančno izdelati spojne dele lesa, tj. da se čep točno prilega v luknjo, zob v luknjo za zob ipd. Da to dosežemo moramo ali natančno izmeriti in označiti, uporabiti posebno orodje, ali narediti šablono ali…itd. Najenostavnejša rešitev pa je, da najprej naredite en del, nato pa ga uporabite kot predlogo za označevanje drugega dela. Na ta način, čeprav prvi proizvedeni del ni najbolj natančen, bo drugi del ustrezno prilagojen (slika 6).
Slika 6 — Prenos meritev s prvega na drugi del sklepa za natančno prileganje.